Technische Information / Technical Information IGBT-Module IGBT-Modules

FP40R12KE3G Vorläufige Daten Preliminary data

Elektrische Eigenschaften / Electrical properties Höchstzulässige Werte / Maximum rated values Diode Gleichrichter/ Diode Rectifier Periodische Rückw. Spitzensperrspannung repetitive peak reverse voltage

VRRM

1600

V

Gleichrichter Ausgang Grenzeffektivstrom maximum RMS current at Rectifier output

I RMSmax

t.b.d.

A

Id

40

A

I FSM

315 260 500 340

A A As 2 As

VCES

1200

V

I C,nom.

40

A

IC

55

A

I CRM

80

A

Ptot

200

W

VGES

+/- 20V

V

IF

40

A

I FRM

80

A

I t

2

320

As

VCES

1200

V

I C,nom. IC

40 55

A A

Dauergleichstrom DC forward current Stoßstrom Grenzwert surge forward current Grenzlastintegral 2

I t - value

TC = 80°C tP = 10 ms, tP = 10 ms, tP = 10 ms, tP = 10 ms,

Tvj = 25°C Tvj = 150°C Tvj = 25°C Tvj = 150°C

2

I t

2

Transistor Wechselrichter/ Transistor Inverter Kollektor-Emitter-Sperrspannung collector-emitter voltage Kollektor-Dauergleichstrom DC-collector current

Tc = 80 °C TC = 25 °C

Periodischer Kollektor Spitzenstrom repetitive peak collector current

tP = 1 ms,

Gesamt-Verlustleistung total power dissipation

TC = 25°C

TC = 80 °C

Gate-Emitter-Spitzenspannung gate-emitter peak voltage Diode Wechselrichter/ Diode Inverter Dauergleichstrom DC forward current

Tc = 80 °C

Periodischer Spitzenstrom repetitive peak forw. current

tP = 1 ms

Grenzlastintegral I 2t - value

VR = 0V, tp = 10ms, Tvj = 125°C

2

Transistor Brems-Chopper/ Transistor Brake-Chopper Kollektor-Emitter-Sperrspannung collector-emitter voltage Kollektor-Dauergleichstrom DC-collector current

TC = 80 °C TC = 25 °C

Periodischer Kollektor Spitzenstrom repetitive peak collector current

tP = 1 ms, TC = 80°C

I CRM

80

A

Gesamt-Verlustleistung total power dissipation

TC = 25°C

Ptot

200

W

VGES

+/- 20V

V

IF

15

A

I FRM

30

A

Gate-Emitter-Spitzenspannung gate-emitter peak voltage Diode Brems-Chopper/ Diode Brake-Chopper Dauergleichstrom Tc = 80 °C DC forward current Periodischer Spitzenstrom repetitive peak forw. current

tP = 1 ms

prepared by: Andreas Schulz

date of publication:06.03.2001

approved by: Hornkamp

revision: 1

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Technische Information / Technical Information IGBT-Module IGBT-Modules

FP40R12KE3G Vorläufige Daten Preliminary data

Modul Isolation/ Module Isolation Isolations-Prüfspannung insulation test voltage

RMS, f = 50 Hz, t = 1 min. NTC connected to Baseplate

VISOL

2,5

kV

Elektrische Eigenschaften / Electrical properties Charakteristische Werte / Characteristic values min.

typ.

max.

VF

-

1,2

-

V

Diode Gleichrichter/ Diode Rectifier Durchlaßspannung forward voltage

Tvj = 150°C,

Schleusenspannung threshold voltage

Tvj = 150°C

V(TO)

-

-

0,8

V

Ersatzwiderstand slope resistance

Tvj = 150°C

rT

-

-

10,5

mΩ

Sperrstrom reverse current

Tvj = 150°C,

IR

-

2

-

mA

Modul Leitungswiderstand, Anschlüsse-Chip lead resistance, terminals-chip

TC = 25°C

RAA'+CC'

-

4

-

mΩ

min.

typ.

max.

-

1,8

2,3

V

-

2,15

-

V

VGE(TO)

5,0

5,8

6,5

V

Cies

-

2,5

-

nF

I CES

-

-

5

mA

I GES

-

-

400

nA

td,on

-

85 90

-

ns ns

tr

-

30 45

-

ns ns

td,off

-

420 520

-

ns ns

tf

-

65 90

-

ns ns

Eon

-

6

-

mWs

Eoff

-

4,2

-

mWs

I SC

-

160

-

A

IF = 40 A

VR = 1600 V

Transistor Wechselrichter/ Transistor Inverter VGE = 15V, Tvj = 25°C, Kollektor-Emitter Sättigungsspannung collector-emitter saturation voltage VGE = 15V, Tvj = 125°C, Gate-Schwellenspannung gate threshold voltage

VCE = VGE,

Eingangskapazität input capacitance

f = 1MHz, Tvj = 25°C VCE = 25 V, VGE = 0 V

Kollektor-Emitter Reststrom collector-emitter cut off current Gate-Emitter Reststrom gate-emitter leakage current

VGE = 0V,

Tvj = 25°C,

IC =

40 A

IC =

40 A

IC =

1,5 mA

Tvj = 25°C, VCE =

1200 V

VCE = 0V, VGE =20V, Tvj =25°C

Einschaltverzögerungszeit (ind. Last) turn on delay time (inductive load)

I C = INenn, VCC = VGE = ±15V, Tvj = 25°C, RG = VGE = ±15V, Tvj = 125°C, RG =

600 V 27 Ohm 27 Ohm

Anstiegszeit (induktive Last) rise time (inductive load)

I C = INenn,

600 V

Abschaltverzögerungszeit (ind. Last) turn off delay time (inductive load) Fallzeit (induktive Last) fall time (inductive load) Einschaltverlustenergie pro Puls turn-on energy loss per pulse Abschaltverlustenergie pro Puls turn-off energy loss per pulse Kurzschlußverhalten SC Data

VCC =

VGE = ±15V, Tvj = 25°C, RG = VGE = ±15V, Tvj = 125°C, RG = I C = INenn, VCC = RG = RG = VCC = RG = RG = VCC = RG = LS = I C = INenn, VCC = VGE = ±15V, Tvj = 125°C, RG = LS =

27 Ohm 27 Ohm 600 V 27 Ohm 27 Ohm 600 V 27 Ohm 27 Ohm 600 V 27 Ohm 45 nH 600 V 27 Ohm 45 nH

tP ≤ 10µs, VGE ≤ 15V, Tvj≤125°C,

27 Ohm 720 V

VGE = ±15V, Tvj = 25°C, VGE = ±15V, Tvj = 125°C, I C = INenn, VGE = ±15V, Tvj = 25°C, VGE = ±15V, Tvj = 125°C, I C = INenn, VGE = ±15V, Tvj = 125°C,

RG = VCC =

VCE sat

2(11) DB-PIM-IGBT3_1.xls

Technische Information / Technical Information IGBT-Module IGBT-Modules

FP40R12KE3G Vorläufige Daten Preliminary data

Elektrische Eigenschaften / Electrical properties Charakteristische Werte / Characteristic values Modulinduktivität stray inductance module Modul Leitungswiderstand, Anschlüsse-Chip lead resistance, terminals-chip

TC = 25°C

min.

typ.

max.

LσCE

-

-

100

nH

RCC'+EE'

-

7

-

mΩ

min.

typ.

max.

VF

-

1,75 1,75

2,3 -

V V

I RM

-

39 38

-

A A

Qr

-

4,2

-

µAs

-

7,8

-

µAs

-

1,35

-

mWs

-

2,8

-

mWs

min.

typ.

max.

-

1,8

2,3

V

-

2,15

-

V

VGE(TO)

5,0

5,8

6,5

V

Cies

-

2,5

-

nF

I CES

-

5,0

-

mA

I GES

-

-

400

nA

min.

typ.

max.

-

2,35

2,8

V

-

2,55

-

V

min.

typ.

max.

R25

-

5

-

kΩ

∆R/R

-5

5

%

20

mW

Diode Wechselrichter/ Diode Inverter Durchlaßspannung forward voltage Rückstromspitze peak reverse recovery current Sperrverzögerungsladung recovered charge Abschaltenergie pro Puls reverse recovery energy

VGE = 0V, Tvj = 25°C, IF = VGE = 0V, Tvj = 125°C, IF = I F=INenn, - diF/dt = VGE = -10V, Tvj = 25°C, VR = VGE = -10V, Tvj = 125°C, VR =

40 A 40 A 900 A/µs 600 V 600 V

I F=INenn,

900 A/µs

- diF/dt =

VGE = -10V, Tvj = 25°C, VR =

600 V

VGE = -10V, Tvj = 125°C, VR =

600 V

I F=INenn,

900 A/µs

- diF/dt =

VGE = -10V, Tvj = 25°C, VR =

600 V

VGE = -10V, Tvj = 125°C, VR =

600 V

Transistor Brems-Chopper/ Transistor Brake-Chopper VGE = 15V, Tvj = 25°C, Kollektor-Emitter Sättigungsspannung collector-emitter saturation voltage VGE = 15V, Tvj = 125°C,

IC =

40 A

IC =

40 A

IC =

1,5 mA

Gate-Schwellenspannung gate threshold voltage

VCE = VGE,

Eingangskapazität input capacitance

f = 1MHz, Tvj = 25°C VCE = 25 V, VGE = 0 V

Kollektor-Emitter Reststrom collector-emitter cut off current Gate-Emitter Reststrom gate-emitter leakage current

VGE = 0V, Tvj = 25°C, VCE =

Schaltverluste und -bedingungen Switching losses and conditions

Tvj = 25°C,

VCE = 0V, VGE = 20V, Tvj = 25°C

NTC-Widerstand/ NTC-Thermistor Nennwiderstand rated resistance

VCE sat

siehe Wechselrichter in diesem Datenblatt see inverter in this datasheet

Diode Brems-Chopper/ Diode Brake-Chopper Tvj = 25°C, Durchlaßspannung forward voltage Tvj = 125°C, Schaltverluste und -bedingungen Switching losses and conditions

1200 V

ERQ

IF =

40 A

IF =

40 A

VF

siehe Wechselrichter in Dbl FP15R12KE3 see inverter in datasheet FP15R12KE3

TC = 25°C

Abweichung von R100 deviation of R100

TC = 100°C, R100 = 493 Ω

Verlustleistung power dissipation

TC = 25°C

B-Wert B-value

R2 = R1 exp [B(1/T2 - 1/T1)]

P25 B25/50

3375

K

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FP40R12KE3G Vorläufige Daten Preliminary data

Thermische Eigenschaften / Thermal properties Innerer Wärmewiderstand thermal resistance, junction to case

Übergangs-Wärmewiderstand thermal resistance, case to heatsink

Gleichr. Diode/ Rectif. Diode Trans. Wechsr./ Trans. Inverter Diode Wechsr./ Diode Inverter Trans. Bremse/ Trans. Brake Diode Bremse/ Diode Brake Gleichr. Diode/ Rectif. Diode Trans. Wechsr./ Trans. Inverter Diode Wechsr./ Diode Inverter

RthJC

λPaste=1W/m*K

RthCK

λgrease=1W/m*K

min.

typ.

max.

-

0,04 0,02 0,04

1 0,6 0,95 0,6 1,5 -

K/W K/W K/W K/W K/W K/W K/W K/W

Höchstzulässige Sperrschichttemperatur maximum junction temperature

Tvj

-

-

150

°C

Betriebstemperatur operation temperature

Top

-40

-

125

°C

Lagertemperatur storage temperature

Tstg

-40

-

125

°C

Mechanische Eigenschaften / Mechanical properties Innere Isolation internal insulation

Al2O3

CTI comperative tracking index

225

Anzugsdrehmoment f. mech. Befestigung mounting torque Gewicht weight

M

3 ±10%

Nm

G

300

g

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FP40R12KE3G Vorläufige Daten Preliminary data

Ausgangskennlinienfeld Wechselr. (typisch)

IC = f (VCE)

Output characteristic Inverter (typical)

VGE = 15 V

80 70 60

Tvj = 25°C Tvj = 125°C

IC [A]

50 40 30 20 10 0 0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

4

4,5

5

VCE [V]

Ausgangskennlinienfeld Wechselr. (typisch)

IC = f (VCE)

Output characteristic Inverter (typical)

Tvj = 125°C

80 Vge=19V

70

Vge=17V Vge=15V

60

Vge=13V Vge=11V

50

IC [A]

Vge=9V 40 30 20 10 0 0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

VCE [V]

5(11) DB-PIM-IGBT3_1.xls

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FP40R12KE3G Vorläufige Daten Preliminary data

Übertragungscharakteristik Wechselr. (typisch)

IC = f (VGE)

Transfer characteristic Inverter (typical)

VCE = 20 V

80 70 60 Tj=25°C

IC [A]

50

Tj=125°C

40 30 20 10 0 0

2

4

6

8

10

12

14

VGE [V]

Durchlaßkennlinie der Freilaufdiode Wechselr. (typisch) Forward characteristic of FWD Inverter (typical)

IF = f (VF)

80 70 Tj = 25°C

60

Tj = 125°C

IF [A]

50 40 30 20 10 0 0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

VF [V]

6(11) DB-PIM-IGBT3_1.xls

Technische Information / Technical Information IGBT-Module IGBT-Modules

FP40R12KE3G Vorläufige Daten Preliminary data

Schaltverluste Wechselr. (typisch)

Eon = f (IC), Eoff = f (IC), Erec = f (IC)

Switching losses Inverter (typical)

Tj = 125°C,

VGE = ±15 V,

VCC =

RGon = RGoff =

600 V 27 Ohm

16 14

Eon Eoff

E [mWs]

12

Erec

10 8 6 4 2 0 0

10

20

30

40

50

60

70

80

IC [A]

Schaltverluste Wechselr. (typisch) Switching losses Inverter (typical)

Eon = f (RG), Eoff = f (RG), Erec = f (RG) Tj = 125°C, VGE = +-15 V ,

Ic = Inenn ,

VCC =

600 V

10 9 Eon Eoff

8

Erec

E [mWs]

7 6 5 4 3 2 1 0 0

10

20

30

40

50

60

RG [Ω ]

7(11) DB-PIM-IGBT3_1.xls

Technische Information / Technical Information IGBT-Module IGBT-Modules

FP40R12KE3G Vorläufige Daten Preliminary data

Transienter Wärmewiderstand Wechselr. Transient thermal impedance Inverter

ZthJC = f (t)

1

Zth-IGBT

ZthJC [K/W]

Zth-FWD

0,1

0,01 0,001

0,01

0,1

1

10

t [s]

Sicherer Arbeitsbereich Wechselr. (RBSOA)

IC = f (VCE)

Reverse bias save operating area Inverter (RBSOA)

Tvj = 125°C, VGE = ±15V, RG =

27 Ohm

1 0,9 0,8 IC,Modul

0,7

IC,Chip

IC [A]

0,6 0,5 0,4

t.b.d.

0,3 0,2 0,1 0 0

200

400

600

800

1000

1200

1400

VCE [V]

8(11) DB-PIM-IGBT3_1.xls

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FP40R12KE3G Vorläufige Daten Preliminary data

Ausgangskennlinienfeld Brems-Chopper-IGBT (typisch)

IC = f (VCE)

Output characteristic brake-chopper-IGBT (typical)

VGE = 15 V

80 70 Tvj = 25°C Tvj = 125°C

60

IC [A]

50 40 30 20 10 0 0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

VCE [V]

Durchlaßkennlinie der Brems-Chopper-Diode (typisch) IF = f (VF) Forward characteristic of brake-chopper-FWD (typical) 80 70 60 Tj = 25°C

IF [A]

50

Tj = 125°C

40 30 20 10 0 0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

VF [V]

9(11) DB-PIM-IGBT3_1.xls

Technische Information / Technical Information IGBT-Module IGBT-Modules

FP40R12KE3G Vorläufige Daten Preliminary data

Durchlaßkennlinie der Gleichrichterdiode (typisch) Forward characteristic of Rectifier Diode (typical)

IF = f (VF)

80 70 60 Tj = 25°C

IF [A]

50

Tj = 150°C

40 30 20 10 0 0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

1,8

VF [V]

NTC- Temperaturkennlinie (typisch) R = f (T) NTC- temperature characteristic (typical) 100000

Rtyp

R[Ω ]

10000

1000

100 0

20

40

60

80

100

120

140

160

TC [°C]

10(11) DB-PIM-IGBT3_1.xls

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FP40R12KE3G Vorläufige Daten Preliminary data

Schaltplan/ Circuit diagram 21

8

22 20

1

2

3

7 14

23

18 19

13

4 12

24

9

16 17

5

15

6

NTC

11 10

Gehäuseabmessungen/ Package outlines

Mit dieser technischen Information werden Halbleiterbauelemente spezifiziert, jedoch keine Eigenschaften zugesichert. Sie gilt in Verbindung mit den zugehörigen Technischen Erläuterungen. This technical information specifies semiconductor devices but promises no characteristics. It is valid in combination with the belonging technical notes.

11(11) DB-PIM-IGBT3_1.xls